Warum ist die Extrusionstemperatur höher als der Schmelzpunkt?

Bei der Verarbeitung von Kunststofffolien, sei es Gussfolien oder Blasfolien, werden die Kunststoffpellets zunächst im Extruder erhitzt und geschmolzen, wobei die Heiztemperatur oft viel höher ist als der Schmelzpunkt des Kunststoffs. Warum ist das so?

Teil.1 Was ist die Grundlage für die Einstellung der Extrusionstemperatur?

Wie wir alle wissen, hat jedes Kunststoffmaterial seinen spezifischen Schmelzpunkt, das ist die Temperatur, bei der es zu schmelzen beginnt. Die Extrusionstemperatur muss höher sein als der Schmelzpunkt des Materials, um ein vollständiges Schmelzen zu gewährleisten. Im eigentlichen Prozess müssen jedoch auch die Schmelzfließeigenschaften des Materials, die Eigenschaften der Verarbeitungsausrüstung, das Vorhandensein oder Fehlen von Zusatzstoffen usw. berücksichtigt werden.

(1) Schmelzflusseigenschaften

Unterschiedliche Kunststoffmaterialien weisen ein unterschiedliches Schmelzfließverhalten auf. Einige Materialien erfordern höhere Temperaturen, um die Schmelzviskosität zu verringern und so ihre Fließfähigkeit zu verbessern.

(2) Eigenschaften der Verarbeitungsausrüstung

Das Design des Extruders, die Schneckenkonfiguration und die Verteilung der Heizzone haben Einfluss auf die Temperatureinstellung. Die Temperatur muss entsprechend den Eigenschaften der Ausrüstung optimiert werden, um sicherzustellen, dass das Material reibungslos durch die Ausrüstung gelangen kann.

(3) Anforderungen an die Produktqualität

Um qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten, ist es notwendig, eine geeignete Temperatur einzustellen, um die Maßgenauigkeit, die Oberflächenbeschaffenheit und die physikalischen Eigenschaften des Produkts zu kontrollieren.

(4) Wirkung von Zusatzstoffen und Füllstoffen

Wenn dem Material Stabilisatoren, Weichmacher, Füllstoffe usw. zugesetzt werden, müssen auch die thermische Stabilität und das Schmelzverhalten dieser Komponenten berücksichtigt werden, was möglicherweise eine Anpassung der Extrusionstemperatur erfordert.

(5) Produktionsgeschwindigkeit

Die Produktionsgeschwindigkeit hat auch Einfluss auf die Extrusionstemperatur. Wenn die Produktionsgeschwindigkeit höher ist, kann eine höhere Temperatur erforderlich sein, um das Schmelzen und Fließen des Materials sicherzustellen.

(6) Thermische Stabilität von Materialien

Auch die Stabilität von Materialien bei hohen Temperaturen ist ein wichtiger Faktor. Wenn die thermische Stabilität des Materials schlecht ist, können zu hohe Temperaturen dazu führen, dass sich das Material zersetzt und verkohlte Materialien entstehen.

Teil.2 Gründe, warum die Extrusionstemperatur höher ist als der Schmelzpunkt

Im eigentlichen Produktionsprozess liegt der Schmelzpunkt von PP beispielsweise bei etwa 165 °C, die Extrusionstemperatur kann jedoch auf 220 °C oder sogar höher eingestellt werden. Dadurch soll sichergestellt werden, dass PP während des Extrusionsprozesses eine gute Fließfähigkeit aufweist. Durch die Erhöhung der Temperatur wird die Viskosität verringert und die Filmbildung erleichtert. Neben der Verbesserung der Fließfähigkeit wird es auch von Faktoren wie Produktionseffizienz und Filmqualität beeinflusst.

(1) Produktionseffizienz

Höhere Extrusionstemperaturen können die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen, da sich das geschmolzene Harz leichter extrudieren und durch die Düse leiten lässt, wodurch die Produktionseffizienz verbessert wird.

(2) Filmqualität

Bei höheren Temperaturen ist das Gleiten zwischen Harzmolekülen einfacher, was dazu beiträgt, die innere Spannung in der Folie zu reduzieren und die Ebenheit und Transparenz der Folie zu verbessern.

(3) Entfernung flüchtiger Stoffe

Wenn das Harz Feuchtigkeit oder Zusatzstoffe enthält, helfen höhere Temperaturen dabei, diese flüchtigen Substanzen zu entfernen und Blasen oder Unebenheiten im Film zu verhindern.

(4) Einschränkungen der Ausrüstung

Die Konstruktion und die Betriebsbedingungen des Extruders erfordern möglicherweise einen Betrieb bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt, um den normalen Betrieb der Anlage und eine reibungslose Produktion der Folie zu gewährleisten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Harz zwar bei seinem Schmelzpunkt zu schmelzen beginnt, um einen reibungslosen Extrusionsprozess zu gewährleisten und qualitativ hochwertige Folien herzustellen, es jedoch normalerweise bei einer Temperatur verarbeitet werden muss, die über dem Schmelzpunkt liegt.

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